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遷移金属触媒による不活性結合切断を経る選択的官能基化反応の開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 16J02904
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 有機化学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

近藤 晃  慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードルテニウム触媒 / 不活性結合切断 / モノアリール化 / ホスフィン / アトロプ選択的アリール化 / 不斉配位子 / 炭素ーヘテロ元素結合切断 / モノ官能基化 / トリアリールホスフィン錯体 / トリアルキルホスフィン錯体 / 芳香族ケトン / アントラキノン誘導体 / アントラセン誘導体 / 芳香族エステル / 形式合成
研究実績の概要

ルテニウム触媒を用いた不活性結合切断を経る選択的な炭素-炭素結合形成反応と有用化合物の合成への応用を本年度の研究課題として取り組んだ。
前年度までに、RuHCl(CO)(PiPr3)2錯体とフッ化セシウムおよびスチレンを組み合わせた触媒系を用いることで2’,6’-ジメトキシアセトフェノンの炭素-酸素結合切断を経る選択的モノアリール化反応が進行することを見出している。本反応における触媒活性種の生成メカニズムとして、フッ化セシウムおよび有機ホウ素試薬が触媒活性種の生成に寄与しており、スチレンがその触媒活性種の安定化を促していることが示唆される結果を得た。また、この知見を基に芳香族ケトンの化学選択的な炭素-水素結合切断を経るモノアリール化反応において、よりπ酸性なスチレン誘導体を用いることでその選択性の向上が見られた。
しかしながら前述した触媒系ではあらかじめホスフィン配位子を導入した錯体を触媒前駆体として用いるため、より簡便な触媒系の探索法が必要であると考え、同一の触媒前駆体からホスフィンを外部配位子として加えることで、望みの触媒活性種を系中発生させる手法の開発に取り組んだ。その結果、RuCl2(CO)(p-cymene)錯体とホスフィン、添加剤としてフッ化セシウムおよびスチレンを加えることで、多様なルテニウムホスフィン触媒を系中で発生させることに成功した。2’,6’-ジメトキシアセトフェノンの炭素-酸素結合切断を経るアリール化反応において、トリアリールホスフィンを用いるとジアリール化体が、トリアルキルホスフィンを用いるとモノアリール化体が主生成物として得られた。また、本手法の応用として、ビナフチル骨格を有するキラルな単座ホスフィン配位子を用いることでアトロプ選択的なビアリール合成が高エナンチオ選択的に進行することを見出し、軸不斉を有するビアリール類の新規合成手法の開発に成功した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Fluorine-Containing Tetraarylanthracenes via Ruthenium-Catalyzed C?O or C?F Arylation and their Crystal Structures2017

    • 著者名/発表者名
      Kakiuchi Fumitoshi、Izumoto Akiko、Kondo Hikaru、Kochi Takuya
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 28 号: 19 ページ: 2609-2613

    • DOI

      10.1055/s-0036-1590937

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective Monoarylation of Aromatic Ketones and Esters via Cleavage of Aromatic Carbon-Heteroatom Bonds by Trialkylphosphine Ruthenium Catalysts2017

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kondo, Takuya Kochi, and Fumitoshi Kakiuchi
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 19 号: 4 ページ: 794-797

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.6b03761

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Selective Direct Monoarylation of Aromatic Compounds via Cleavage of Unreactive C-O and C-N Bonds by Trialkylphosphine Ruthenium Catalysts2018

    • 著者名/発表者名
      Kondo Hikaru, Kochi Takuya, Kakiuchi Fumitoshi
    • 学会等名
      28th International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective Monoarylation of Aromatic Ketones via C-H Bond Cleavage by Trialkylphosphine Ruthenium Catalysts2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Issei, Kondo Hikaru, Kochi Takuya, Kakiuchi Fumitoshi
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on C-H Activation (ISCHA4)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] トリアルキルホスフィン配位子を有するルテニウム触媒による炭素-水素結合の選択的切断を経る芳香族ケトンのモノアリール化反応2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木一聖、近藤晃、河内卓彌、垣内史敏
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of In Situ Generated Ruthenium Phosphine Catalysts for Selective Arylation of Aromatic Compounds via C-O Bond Cleavage and Asymmetric Synthesis2018

    • 著者名/発表者名
      近藤晃、河内卓彌、垣内史敏
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ルテニウム触媒による芳香族炭素-ヘテロ元素結合切断を経る選択的モノアルケニル化およびアリール化反応2017

    • 著者名/発表者名
      近藤 晃、秋葉奈々、河内卓彌、垣内史敏
    • 学会等名
      第111回有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ruthenium-Catalyzed Selective Direct Monofunctionalization via Cleavage of Unreactive Aromatic Carbon-Heteroatom Bonds2017

    • 著者名/発表者名
      Kondo Hikaru, Akiba Nana, Kochi Takuya, Kakiuchi Fumitoshi
    • 学会等名
      The 19th IUPAC International Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis (OMCOS19)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ルテニウム触媒を用いた炭素-ヘテロ元素結合切断を経る芳香族ケトンおよびエステル類の選択的モノアリール化反応2017

    • 著者名/発表者名
      近藤 晃、河内卓彌、垣内史敏
    • 学会等名
      第6回 JACI/GSCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ruthenium-Catalyzed Selective Direct Monofunctionalization via Aromatic Carbon-Oxygen Bond Cleavage2016

    • 著者名/発表者名
      Kondo Hikaru, Akiba Nana, Kochi Takuya, and Kakiuchi Fumitoshi
    • 学会等名
      International Symposium on C-O Activation
    • 発表場所
      姫路商工会議所 (兵庫県・姫路市)
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ルテニウム触媒による不活性な芳香族炭素-酸素結合切断を経る選択的モノアリール化2016

    • 著者名/発表者名
      近藤 晃、河内卓彌、垣内史敏
    • 学会等名
      第63回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      早稲田大学 (東京都・新宿区)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ルテニウム触媒による芳香族炭素-酸素結合切断を利用した選択的モノ官能基化反応の開発と応用2016

    • 著者名/発表者名
      近藤 晃、秋葉奈々、河内卓彌、垣内史敏
    • 学会等名
      第33回有機合成セミナー
    • 発表場所
      ヒルトンニセコビレッジ (北海道・ニセコ市)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Ruthenium-Catalyzed Selective Monoarylation via Aromatic Carbon-Oxygen Bond Cleavage2016

    • 著者名/発表者名
      Kondo Hikaru, Kochi Takuya, and Kakiuchi Fumitoshi
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Organometallics and Catalysis
    • 発表場所
      Seoul (Korea)
    • 年月日
      2016-08-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ruthenium-Catalyzed Selective Monofunctionalization via Cleavage of Inert Aromatic Carbon-Heteroatom Bonds2016

    • 著者名/発表者名
      Kondo Hikaru, Akiba Nana, Kochi Takuya, and Kakiuchi Fumitoshi
    • 学会等名
      20th International Symposium on Homogeneous Catalysis
    • 発表場所
      京都テルサ (京都府・京都市)
    • 年月日
      2016-07-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ルテニウム触媒による炭素-ヘテロ元素結合切断を経る芳香族ケトンの選択的モノアルケニル化反応2016

    • 著者名/発表者名
      近藤 晃、秋葉奈々、河内卓彌、垣内史敏
    • 学会等名
      第109回有機合成シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学 (東京都・大田区)
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ルテニウム触媒を用いた芳香族炭素-酸素結合切断を経る選択的モノアリール化反応の開発2016

    • 著者名/発表者名
      近藤 晃、河内卓彌、垣内史敏
    • 学会等名
      第71回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • 発表場所
      東京農工大学 (東京都・小金井市)
    • 年月日
      2016-05-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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